DE2249965C3 - Flight controller - Google Patents

Flight controller

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DE2249965C3
DE2249965C3 DE2249965A DE2249965A DE2249965C3 DE 2249965 C3 DE2249965 C3 DE 2249965C3 DE 2249965 A DE2249965 A DE 2249965A DE 2249965 A DE2249965 A DE 2249965A DE 2249965 C3 DE2249965 C3 DE 2249965C3
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Guenther Dipl.-Ing. Dr. 7770 Ueberlingen Schaenzer
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    • G05D1/04Control of altitude or depth
    • G05D1/06Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0607Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G05D1/0615Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft to counteract a perturbation, e.g. gust of wind
    • G05D1/0638Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft to counteract a perturbation, e.g. gust of wind by combined action on the pitch and on the motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64C29/00Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B64C29/0091Accessories not provided for elsewhere

Description

Die Erfindung betrifft einen Flugregler zur Regelung der Flugbahn und des aerodynamischen Strömungszu-Standes, z. B. der Fluggeschwindigkeit, von Flugzeugen mit einer Meßeinrichtung für die Flugzeugposition, einer Meßeinrichtung für den aerodynamischen Strömungszustand, einem schubverändernden Stellglied und wenigstens einem Stellglied für eine Steuerfläche des Flugzeuges, z. B. für das Höhenruder, mit Eingängen für Führungsgrößen für Flugbahn und aerodynamischen Strömungszustand, mit Mitteln zur Bildung von Regelabweichungssignalen aus den Signalen der Meßeinrichtungen und der zugeordneten Führungsgrößen und mit Mitteln zur Steuerung der Stellglieder in Abhängigkeit von solchen Regelabweichungssignalen im Sinne einer Verminderung der Regelabweichungen.The invention relates to a flight controller for regulation the trajectory and the aerodynamic flow condition, e.g. B. the airspeed, of aircraft with a measuring device for the aircraft position, a measuring device for the aerodynamic flow condition, a thrust-changing actuator and at least one actuator for a control surface of the Aircraft, e.g. B. for the elevator, with inputs for reference variables for flight path and aerodynamic State of flow, with means for generating control deviation signals from the signals from the measuring devices and the assigned reference variables and with means for controlling the actuators in Dependence on such control deviation signals in the sense of a reduction in the control deviations.

Bei üblichen Flugreglern sind getrennte Rngelsysteme für den aerodynamischen Strömungszustand, also z. B, die Fluggeschwindigkeit gegenüber der umgebenden Luft, und für die Flugbahn vorgesehen. Die Fluggeschwindigkeit wird z. B. über den Staudruck gemessen und mit einer Führungsgröße verglichen. Das Rcgelabweichungssignal beaufschlagt in einem Vortriebsregler ein Slellglied für die (iasdrosscl und bewirkt so eine Veränderung des Triebwerksschubs in einem der Fluggcschwindigkeits-Regelabweichung entgegenwirkenden Sinne. Vollständig unabhängig davon arbeitet das Regelsystem für die Lageregelung und Flugbahnregeiung (Autopilot und Dämpfer).Common flight controls have separate control systems for the aerodynamic flow condition, i.e. z. B, the airspeed versus the surrounding area Air, and provided for the trajectory. The airspeed is z. B. on the back pressure measured and compared with a reference variable. The return deviation signal is applied to a propulsion controller a sliding element for the (iasdrosscl and thus causes a change in the engine thrust in one of the flight speed control deviation counteracting senses. Completely independent of it the control system works for attitude control and trajectory control (autopilot and damper).

Diese enthält eine Meßeinrichtung für die Position des Flugzeugs, z. B. einen Höhenmesser. Das so erhaltene Signal wird mit einer Führungsgröße verglichen und das so gebildete Regelabweichungssignal beaufschlagt einen Autopiloten, der über einen Stellmotor z. B. auf das Höhenruder einwirkt. Bt;. einer Höhen-Regelabweichung wird dann das Höhenruder betätigt, so daß das Flugzeug in Steig- oder Sinkflug übergeht und damit die Regelabweichung korrigiert.This contains a measuring device for the position of the aircraft, e.g. B. an altimeter. The signal obtained in this way is compared with a reference variable and the system deviation signal formed in this way is applied to an autopilot, which z. B. acts on the elevator. Bt ; . In the event of an altitude control deviation, the elevator is then actuated so that the aircraft starts climbing or descending and thus corrects the control deviation.

Neben Autopilot, Dämpfer und Vortriebsregler wird in einigen Anwendungsf'illen neuerdings zur Verbesserung der Flugbahnregeiung, zur Erhöhung der Aufsetzgenauigkeit und zur Reduktion der Passagier- und Flugzeugzellenbelastung eine direkte Auftriebsregelung (DLC) vorgesehen, bei der z. B. Vertikalbeschleunigungs- und Anstellwinkelsignale auf eine auftriebsverändernde Stellgröße (z. B. Auftriebsklappen, Spoiler) aufgeschaltet werden.In addition to autopilot, damper and propulsion regulator, improvements have recently been made in some application cases the trajectory regulation, to increase the touchdown accuracy and to reduce the passenger and Airframe loading a direct lift control (DLC) provided, in which z. B. Vertical acceleration and angle of attack signals to a manipulated variable that changes lift (e.g. lift flaps, spoilers) be activated.

Es ist weiterhin bekannt, auf den Vortriebsregler und den Autopiloten zusätzliche Flugzustandsvariablen aufzuschalten, um das Regelverhalten zu verbessern. So wird beispielsweise bei einem bekannten Vortriebsregler dem Regelabweichungssignal ein Signal von einem Längsbeschleunigumismesser entgegengeschaltet, um die Schubruhe zu verbessern. Wenn nämlich das Flugzeug eine Bö von vorn erfährt, so daß sich vorübergehend die Relativgeschwindigkeit zwischen Flugzeug und umgebender Luft erhöht, so wird damit gleichzeitig das Flugzeug gegen Grund verzögert, so daß also ein negatives Beschleunigungssignal entsteht. Man kann diese Signale so aufeinander abstimmen, daß sie sich kompensieren und der Regler auf solche Böen — ähnlich wie der menschliche Pilot — nicht mit einer Gasdrosselverstellung reagiert (GB-PS 11 90 199).It is also known to have additional flight state variables on the propulsion controller and the autopilot switch on in order to improve the control behavior. For example, in a known propulsion regulator a signal from a longitudinal accelerometer is counter-switched to the control deviation signal in order to to improve the smoothness of pushing. If the aircraft experiences a gust from the front, so that temporarily increases the relative speed between the aircraft and the surrounding air at the same time the aircraft decelerates against the ground, so that a negative acceleration signal is generated. These signals can be coordinated so that they compensate each other and the controller reacts to such gusts - similar to the human pilot - does not react with a throttle adjustment (GB-PS 11 90 199).

Es werden auch bei anderen Vortriebsreglern Längsbeschleunigungssignale auigeschaltet, um eine Dämpfung der Regelung zu erhalten, wobei das Längsbeschleunigungssignal die sonst schwer zu bildende Zeitableitung des Geschwindigkeitssignals ersetzt. Auf einen Autopiloten bzw. den Stellmotor für das Höhenruder wird beispielsweise zur Dämpfung ein von einem Wendekreisel abgegriffenes, der Nickwinkelgeschwindigkeit proportionales Signal aufgeschaltet.Longitudinal acceleration signals are also switched off in other propulsion regulators to provide a To obtain damping of the regulation, the longitudinal acceleration signal the otherwise difficult to form Replaced time derivative of the speed signal. On an autopilot or the servomotor for the Elevator is used, for example, to dampen a pitch angle speed picked up by a rate gyro proportional signal applied.

Diese bekannten Flugregler bzw. Vortriebsregler, direkte Auftriebsregler und Autopiloten haben den Nachteil, daß die anparatemäßig getrennten Regelsysteme für Fluggeschwindigkeit o. dgl. und Flugbahn über das Verhalten des Flugzeugs miteinander verkoppelt sind. Ein umgriff in dem einen Regelsystem bewirkt eine Störung in dem anderen und umgekehrt. Es sei beispielsweise angenommen, daß der Höhenmesser eine in bezug auf die Sollhöhe zu große Höhe anzeigt. Der Autopilot setzt dann einen Sinkflug in Gang, um die Sollhöhe wieder zu erreichen. Dabei wird aber potentielle Energie des Flugzeugs in kinetische Energie umgesetzt, also die Fluggeschwindigkeit erhöht. Es tritt also durch die Korrektur der Regelabweichung in dem Flugbahn-Regelsysiem durch den Autopilot eine Störung des Fluggeschwindigkeits-RegeKystems auf. Dieser Störung muß nun wieder durch einen Eingriff des Vortriebsreglers entgegengewirkt werden. Umgekehrt bringt eine .Schubveränderung in der Regel eine Änderung des Flugbahnwinkels, so daß das Flugzeug steigt oder sinkt, also seine Bahn verändert. Es ist einleuchtend, daß eine solche Art von Regelung zuThese known flight controllers or propulsion controllers, direct lift controllers and autopilots have the Disadvantage that the separate control systems for airspeed o. The like. And trajectory are coupled to one another via the behavior of the aircraft. A change in the one control system causes a disturbance in the other and vice versa. For example, assume that the altimeter is a in relation to the nominal height indicates too great height. The autopilot then starts a descent to the To reach the target height again. In doing so, however, the aircraft's potential energy is converted into kinetic energy implemented, so the airspeed increased. So it occurs by correcting the system deviation in the The autopilot caused a fault in the flight path control system of the airspeed control system. This disruption must now be caused by an intervention by the Propulsion regulator can be counteracted. Conversely, a change in thrust usually brings about a Changing the flight path angle so that the aircraft climbs or sinks, i.e. changes its path. It is obvious that such a kind of scheme too

größeren Regelabweichungen und geringer Dämpfung neigt. Es ist außerordentlich schwierig, mit einem solchen aus getrenntem Vortriebsregler und Autopiloten bestehenden Flugregler das Flugzeug bahn- und geschwindigkeitsmäßig so genau und unabhängig zu führen, wie es beispielsweise für eine automatische STOL-Landung erforderlich ist.larger control deviations and lower damping tends. It's extremely difficult with one such a flight controller consisting of separate propulsion controller and autopilot the aircraft path and in terms of speed as precisely and independently as it would, for example, for an automatic STOL landing is required.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es bekannt, auf den Vortriebsregler zusätzlich zu dem Fluggeschwindigkeiis-Regelabweichungssignal Au ein Signal proportional zu der Vertikalbeschleunigung bzw. der Beschleunigung in Richtung der Hochachse des Flugzeuges aufzuschalten. Diese bekannte Anordnung (GB-PS 11 90 198) geht von einem Flugzeugtyp aus, bei welchem sich eine Schubänderung hauptsächlich auf die H Flugbahn und eine Höhenruderverstellung hauptsächlich auf die Fluggeschwindigkeit auswirkt. Durch das der Vertikalb^schleunigung h proportionale Signal wird eine Abweichung von der konstanten Flughöhe bzw. einem geraden Gleitpfad festgestellt und auf kürzestem Wege über den Vortriebsregler zur Bahnregelung herangezogen. Auch bei dieser bekannten Anordnung ist ein getrennter Vortriebsregler und ein Autopilot vorgesehen, wobei der erstere nur auf die Gasdrossel und der andere nur auf das Höhenruder wirkt. Es ergeben sich auch dort die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten, die durch die zusätzliche Aufschaltung der Vertikalbeschleunigung auf den Vortriebsregler nur unzureichend und nur für den Sonderfall gerader, mit konstanter Geschwindigkeit geflogener Flugbahnen gemildert werden.In order to avoid these difficulties, it is known to apply a signal proportional to the vertical acceleration or the acceleration in the direction of the vertical axis of the aircraft to the propulsion controller in addition to the flight speed control deviation signal Au. This known arrangement (GB-PS 11 90 198) is based on a type of aircraft in which a change in thrust mainly affects the H flight path and an elevator adjustment mainly affects the airspeed. By means of the signal proportional to the vertical acceleration h , a deviation from the constant flight altitude or a straight glide path is determined and used for orbit control over the shortest possible route via the propulsion controller. In this known arrangement, too, a separate propulsion regulator and an autopilot are provided, the former only acting on the throttle and the other only acting on the elevator. There, too, the difficulties described above arise, which are only insufficiently alleviated by the additional connection of the vertical acceleration to the propulsion controller and only in the special case of straight trajectories flown at constant speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flugregler zu schaffen, der mit sehr guter Genauigkeit eine vorgegebene, gegebenenfalls nichtlineare Flugbahn und vorgegebene Fluggeschwindigkeiten des Flugzeuges einzuhalten vermag, und das bei großer Schubruhe und hohem Passagierkomfort.The invention is based on the object of creating a flight controller that works with very good accuracy a predetermined, possibly non-linear flight path and predetermined flight speeds of the Able to comply with the aircraft, and that with great smoothness of thrust and high passenger comfort.

Der Flugregler soll den Einfluß der Fluggeschwindigkcitsregelung auf die Bahnregelung und umgekehrt vermindern, der bei STOL-Flugzeugen mit großen Auftriebsbeiwerten besonders groß ist.The flight controller should have the influence of the flight speed control on the orbit control and vice versa, that of STOL aircraft with large Buoyancy coefficients is particularly large.

Erfindungsgemäß wird das bei einem Flugregler der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß sowohl das schubveränderndü Stellglied als auch das Stellglied für die Steuerfläche von einer die gegenseitige Beeinflussung der Regelgrößen vermindernden Kombination der Regelabweichungen von Flugbahn und aerodynamischem Strömungszustand beaufschlagt ist.According to the invention this is achieved in a flight controller of the type mentioned in that both the thrust changing actuator as well as the actuator for the control surface of one of the mutual Influencing the controlled variables reducing the combination of control deviations from trajectory and aerodynamic flow condition is applied.

Es wird also nach der Erfindung ein integrierter Flugregler vorgesehen, der gleichermaßen Flüggesehwindigkeit und Flugbahn regelt, wobei die apparative Trennung zwischen Vortriebsregler, Autopilot und ggf. direkter Auftriebsregelung aufgegeben wird. Die Erfindung geht dabei von folgender Überlegung aus:Thus, according to the invention, an integrated flight controller is provided which also has flight speed and trajectory, whereby the equipment separation between propulsion controller, autopilot and if necessary direct lift control is abandoned. The invention is based on the following consideration:

Schaltet man das Regelabweichungssignal für die « Flugbahn (z. B. die Höhenabweichung) nur auf das Stellglied für die zugehörige Steuerfläche (z. B. das Höhenruder), dann wird dadurch, wie oben geschildert wurde, außer der Flugbahn auch der aerodynamische Strömungszustand (z. B. die Fluggeschwindigkeit) becinflußt, Schaltet man andererseits das Regelabweichungssignal nur auf das schubbestimmende Stellglied (Gasdrossel), so beeinflußt das einmal ebenfalls die Flugbahn und zum anderen die Fluggeschwindigkeit. Das Signal von der Meßeinrichtung für die Flugbahn beeinflußt daher sowohl bei Aufschaltung auf das schubbcstimmcndc Stellglied als auch bei Aufschaltung auf das Stellglied für z. t. das Höhenruder auch den aerodynamischen Strömungszustand wie die Fluggeschwindigkeit. Wenn man nun das Regelabweichungssignal für die Flugbahn mit geeigneten Faktoren und geeignetem Vorzeichen gleichzeitig auf das schubbestimmende Stellglied und auf das Stellglied für die entsprechende Steuerfläche (Höhenruder) aufschaltet, dann kann man erreichen, daß sich die beiden Einflüsse des Flugbahn-Regelabweichungssignals auf den aerodynamischen Strömungszustand gerade ganz oder weitgehend kompensieren, der kombinierte Eingriff also keinen Einfluß auf die Größe (Fluggeschwindigkeit) hat. Ein resultierender Einfluß auf die Flugbahn bleibt dagegen bestehen, welcher der Regelabweichung entgegenwirkt.If you switch the control deviation signal for the trajectory (e.g. the altitude deviation) only to the Actuator for the associated control surface (e.g. the elevator), then as described above In addition to the flight path, the aerodynamic flow state (e.g. the airspeed) was also influenced, On the other hand, if the control deviation signal is only switched to the actuator that determines the thrust (Gas throttle), this also affects the Trajectory and on the other hand the airspeed. The signal from the trajectory measuring device therefore affects both when connecting to the thrust control actuator and when connecting on the actuator for z. t. the elevator also the aerodynamic flow condition such as the airspeed. If you now use the system deviation signal for the trajectory with suitable factors and suitable sign simultaneously on the thrust-determining actuator and on the actuator for the corresponding control surface (elevator) switches on, then you can achieve that the two influences of the trajectory control deviation signal on the aerodynamic flow state just completely or largely compensate, so the combined intervention has no influence on the size (airspeed). A resulting influence on the trajectory, on the other hand, remains, which is the control deviation counteracts.

Die gleichen Überlegungen gelten hinsichtlich einer Regelabweichung des aerodynamischen Strömungszustandes. Es sei der Einfachheit halber angenommen, daß der aerodynamische Strömungszustand die Fluggeschwindigkeit und der interessierende Flugbahnparameter die Flughöhe sei. Eine Aufschaltung des Regelabweichungssignals der Fluggeschwindigkeit nur auf die Gasdrossel beeinflußt nicht nu. die Fluggeschwindigkeit, sondern über eine Veränderung des Anstellwinkels und des Auftriebs auch die Flughöhe. Eine Aufschaltung des Regelabweichungssignals nur auf das Höhenruder bewirkt nicht nur — über die Umsetzung von potentieller Energie in kinetische oder umgekehrt — eine Fluggeschwindigkeitsänderurig, sondern natürlich auch eine Änderung der Flughöhe. Man kann nun wieder das Regelabweicnungssignal der Fluggeschwindigkeit mit solchen Faktoren und Vorzeichen sowohl auf die Gasdrossel als auch auf das Höhenruder schalten, daß sich seine Einflüsse auf die Flughöhe ganz oder weitgehend kompensieren. Es bleibt dagegen ein resultierender Einfluß auf die Fluggeschwindigkeit. Durch die Verwendung eines solchen apparativ integrierten Flugreglers für Flugbahn und aerodynamischen Strömungszustand können somit die Regelvorgänge für diese Größen tatsächlich entkoppelt werden, was zu einer wesentlichen Verbesserung der Regelgenauigkeit, der Böen- und Scherwinduntt_rdrückung, der Schubruhe und des Passagierkomforts führt und gleichzeitig eine größere Freiheit bei der Wahl der Reglerparameter für die Regelung jeder einzelnen Regelgröße ermöglicht.The same considerations apply with regard to a control deviation in the aerodynamic flow condition. For the sake of simplicity, it is assumed that the aerodynamic flow condition is the airspeed and the flight path parameter of interest is the flight altitude. An activation of the Control deviation signal of the airspeed only on the throttle does not affect nu. the airspeed, but also the flight altitude via a change in the angle of attack and the lift. Switching the control deviation signal only to the elevator does not only have the effect of - via the Conversion of potential energy into kinetic or vice versa - a change in airspeed, but of course also a change in altitude. You can now use the rule deviation signal again Airspeed with such factors and signs on both the throttle and the Switch the elevator so that its influences on the flight altitude fully or largely compensate each other. It on the other hand, there remains a resulting influence on the airspeed. By using a such a device-integrated flight controller for flight path and aerodynamic flow state can thus the control processes for these variables are actually decoupled, which leads to a substantial improvement the control accuracy, the gust and wind shear suppression, the smooth thrust and passenger comfort and at the same time greater freedom in the Selection of the controller parameters for the control of each individual controlled variable enables.

Es ist schon vorteilhaft, wenn die gegenseitige Beeinflussung der Regelvorgänge durch die Anwendung der Erfindung vermindert wird. Die optimale Auslegung ergibt sich jedoch, wenn die Koeffizienten oder Übertragungsfunktionen der Kombinationen und die Filterzeitkonstanten so gewählt sind, daß eine Regelabweichung der Flugbahn und deren Korrektur im wesentlichen ohne Einfluß auf den aerodynamischen Ström'/nijszustand und umgekehrt eine Regelabweichung des aerodynamischen Strömungszustandes und deren Korrektur im wesentlichen ohne EinllL'3 auf die Flugbahn ist.It is advantageous if the mutual influencing of the control processes is reduced by using the invention. The optimal size is achieved, however, if the coefficients or transfer functions of the combinations and the filter time constants are selected so that a control deviation of the flight path and correction substantially without influence on the aerodynamic St r öm '/ nijszustand and vice versa, a control error of the aerodynamic flow condition, and the correction of which is essentially without any impact on the trajectory.

Der aerodynamische Strömungszustand bei der Erfindung kann beispielsweise auch der Anstellwinkel sein.The aerodynamic flow state in the invention can, for example, also include the angle of attack be.

In weiterer Ausbildung der Erfindung können weitere Flugzustandsvariable (z. B. Längsbeschleunigun^ und Nickwinkelgeschwindigkeit) in Linearkoinbinationen auf die beiden Stellglieder aufgeschaltet sein.In a further embodiment of the invention, further flight state variables (z. B. longitudinal acceleration and Pitch angular velocity) in linear combinations on the two actuators.

Durch die Aufschaltung der Linearbeschleunigung auf beide Stellglieder in ähnlicher Weise wie die Regelabweichung des aerodynamischen Strömungszustandes wird eine Kompensation von Böen nach Art der GB-PSBy applying the linear acceleration to both actuators in a similar way to the control deviation of the aerodynamic flow condition is a compensation of gusts like the GB-PS

1 I 90 199 erreicht. Die Niekwinkelgeschwindigkeit kiiiiii ähnlich wie die I löhenablagc ebenfalls auf beide Stellglieder geschaltet werden. Das bringt eine Dämpfung der riugbahnregeluiig.1 I 90 199 reached. The Niekwinkel Velocity kiiiiii similar to the I löhenablagc can also be switched to both actuators. That brings a dampening the riugbahn regular.

Fs können noch weitere Zustanusvariablen zur Verbesserung der Regelung auf die Stellglieder aufgeschüttet sein.Fs can have further state variables for Improvement of the regulation to be heaped on the actuators.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsheispiel unter Bezugnahme aiii die Zeichnung näher erläutert, die ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Flugreglers zeigt.The invention is illustrated below by way of an exemplary embodiment with reference aiii the drawing in more detail explained, which shows a block diagram of a flight controller according to the invention.

Bei der dargestellten Ausführungsform dien; als aerodynamischer Strötmings/ustand der Anstellwinkel ν der bekanntlich in direkter Beziehung zu der Fluggeschwindigkeit stein. Der Anstellwinkel λ wird in irgendeiner bekannten Weise, ζ B. an einer Tragfläche IO gemessen. Das Anstellwinkelsignal χ wird bei 12 mit einer Fühnmgsgrnße. d. It. einem kommandiertenIn the illustrated embodiment, serve; as aerodynamic Strötmings / ustand the angle of attack ν is known to be in direct relation to the Airspeed stone. The angle of attack λ is in any known way, ζ B. on a wing Measured OK. The angle of attack signal χ is at 12 with a size. d. It. A commanded

ßenemgang !4 gegeben wird. Dem Kegler, der generell mit 16 bezeichnet ist. wird an einem Fingang 18 das Regelabweichungssignal .1\ zugeführtßenemgang! 4 is given. The bowler in general is denoted by 16. is at an entrance 18 that Control deviation signal .1 \ supplied

I'm geneigter l.inearbeschlcunigungsinesscr 20 liefert ein I.inearbesclileunigungssignal b. welches auf einen Hingang 22 des Reglers geschaltet ist. Der Neigungswinkel des l.inearbeschleunigungsmessers ist von ilen Werten der Flugzeugpolaren abhängig und ermöglicht eine gleichzeitige Kompensation von Horizontal- und Vertikalböen.I'm inclined l.inear acceleration sensor 20 provides an I.inear acceleration signal b. which is connected to an input 22 of the controller. The angle of inclination of the linear accelerometer depends on the values of the aircraft polar and enables simultaneous compensation of horizontal and vertical gusts.

I.ine weitere Zustandsvariablc, die von einem Wendekreisel 24 geliefert wird, ist die Nickwinkelgeschwindigkeit \ v. Diese wird auf einen weiteren r.ingang 26des Reglers If) geschaltet.Another state variable that is supplied by a rate gyro 24 is the pitch angular velocity \ v. This is switched to a further right input 26 of the controller If).

Schließlich liefert ein Höhenmesser 28 ein Signal proportional der Flughöhe h. Dieses Signal wird bei 30 mil einer F'ührungsgröße. also einer kommandierten Flughöhe /?, verglichen.die von einem Flugbahnrechner 32 geliefert und auf einen Führungsgrölkncingang 34 gegeben wird. Der Flugbahnrechner 32 kann beispielsweise aus den von einem Funklcitstrahl mit DMF gelieferten Schrägentfernungssignalen die kommandierte Flughöhe Λ,- iiitch einer vorgegebenen Funktion der Schrägentfernung R vom i.eitstrahlsender liefern. Die llöhenabweichung Ah wird auf den Fingang 33 des Reglers 16 gegeben.Finally, an altimeter 28 provides a signal proportional to the flight altitude h. This signal becomes a reference variable at 30 mil. that is, a commanded flight altitude / ?, which is supplied by a flight path computer 32 and given to a command signal 34. The flight path computer 32 can, for example, use the inclined distance signals supplied by a radio beam with DMF to supply the commanded flight altitude Λ, - iiitch of a predetermined function of the inclined distance R from the directional beam transmitter. The oil depth deviation Ah is sent to input 33 of controller 16.

Der Regler 16 hat zwei Stellgrößen, nämlich den Schub V der Triebwerke 36. der durch ein an der i jasdros'.el angreifendes Stellglied in bekannter Weise veränderbar ist. und den Höhcnruderausschlag η DasThe controller 16 has two manipulated variables, namely the thrust V of the engines 36, which can be changed in a known manner by an actuator acting on the i jasdros'.el. and the elevator deflection η Das

r, Stellglied an der Gasdrossel wird durch den Keglerausgang 38 dargestellt. Fin /weites Stellglied, symbolisiert durch den Riglrraiisgang 40. wirkt auf das I löhenruder 42.r, actuator on the gas throttle is represented by the cone outlet 38. Fin / wide actuator, symbolized through rigging gear 40. acts on the elevator rudder 42.

;o F.ingänge 18. 22, 2(> und 33 des Reglers 16 direkt oder gefiltert — mit unterschiedlichen Koeffizienten — auf beide Ausgange .38 und 40 geschaltet; o F. inputs 18. 22, 2 (> and 33 of the controller 16 directly or filtered - with different coefficients - on both outputs .38 and 40 switched

Der Aiisdiiick »Steuerfläche« ist nicht auf das Höhenruder beschränkt. Bei Anwendung einer direktenThe hint "control surface" is not on that Elevator limited. When using a direct

j-, Auftriebsregelung mit Auftriebsklappen oder Spoilern können die l.inearkombinationen der Signale in entsprechender Weise auch auf die Stellmotoren für die Spoiled .uilgeschaltet werden. Fs können auch l.inearkombinationen von Signalen in der beschriebenenj-, buoyancy control with flaps or spoilers the linear combinations of the signals in can also be switched to the servomotors for the spoiled .uil in a corresponding manner. Fs can also be linear combinations of signals in the described

in Weise sowohl auf den Stellmotor für den Spoiler als auch auf den Stellmotor für das Höhenruder aufgcschaltct werden. Dabei wird üblicherweise der Spoiler auf höhcrfrequentc Komponenten der Signale ansprechen und das Höhenruder auf niederfrequente. Das kann durch geeignete filter erreicht werden.be switched on both to the servomotor for the spoiler and to the servomotor for the elevator. The spoiler will usually respond to higher-frequency components of the signals and the elevator to low-frequency ones. This can be achieved by using suitable filters.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Palentansprüche:Palent claims: 1. Flugregler zur Regelung der Flugbahn und des aerodynamischen Strömungszustandes, z. B. der Fluggeschwindigkeit, von Flugzeugen mit einer Meüeinrichtung für die Flugzeugposition, einer Meßeinrichtung für den aerodynamischen Strömungszustand, einem schubverändernden Stellglied und wenigstens einem Stellglied für eine Steuerflüche des Flugzeuges, z. B. für das Höhenruder, mit Eingängen für Führungsgrößen für Flugbahn und aerodynamischen Strömungszustand, mit Mitteln zur Bildung von Regelabweichungssignalen aus den Signalen der Meßeinrichtungen und der zugeordneten Führungsgrößen und mit Mitteln zur Steuerung der Stellglieder in Abhängigkeit von solchen Regelabweichungssignalen im Sinne einer Verminderung der Regelabweichungen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das schubverändernde Stellglied als auch das Stellglied für die Steuerfläcfep von einer die gegenseitige Beeinflussung der beiden Regelgrößen vermindernden Kombination der Regelabweichungen von Flugbahn und aerodynamischem Sirömungszustand beaufschlagt ist.1. Flight controller to regulate the flight path and the aerodynamic flow condition, e.g. B. the Airspeed, of aircraft with a measuring device for the aircraft position, one Measuring device for the aerodynamic flow condition, a thrust-changing actuator and at least one actuator for a control area of the aircraft, e.g. B. for the elevator, with Inputs for reference variables for flight path and aerodynamic flow state, with means for the formation of system deviation signals from the signals of the measuring devices and the assigned Reference variables and with means for controlling the actuators as a function of such Control deviation signals in the sense of a reduction in control deviations, characterized in that that both the thrust-changing actuator and the actuator for the Steuerfläcfep one of the mutual influencing of the two controlled variables reducing the combination of the control deviations from the flight path and aerodynamic air flow condition is applied. 2. Flugregler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Koeffizienten oder Übertragungsfunktionen der Kombinationen so gewählt sind, daß eine Regelabweichung der Flugbahn und deren Korrektur im wesentlichen ohne Einfluß auf den jo aerodynamischen Strömungszustand und umgekehrt eine Regelabweichung der auftriebsbestimmenden Größe und deren Korrektur '--.ι wesentlichen ohne Einfluß auf die Flugbahn :st.2. Flight controller according to claim I, characterized in that the coefficients or transfer functions of the combinations are chosen so that a control deviation of the flight path and its correction essentially without influence on the aerodynamic flow condition and vice versa a control deviation of the buoyancy-determining variable and its correction '- -.ι essentially without influence on the trajectory : st. 3. Flugregler nach Anspruch ' oder 2, dadurch J5 gekennzeichnet, daß weiten: Flugzustandsvariable.3. Flight controller according to claim 'or 2, characterized by J5 characterized that widen: flight state variable. z. B. Längsbeschleunigung und Nickwinkelgeschwindigkeit, in Linearkombinationen auf die Stellglieder aufgeschaltet sind.z. B. Longitudinal acceleration and pitch angular velocity, in linear combinations on the actuators are activated. 4040
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DE2249965A1 (en) 1974-04-18
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